CC BY
42
УДК 631.46
Л.К. Каримуллин, А.М. Петров, А.А. Вершинин, И.В. Князев
Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, [email protected]
БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ МИКРОБНОГО СООБЩЕСТВА РЕКУЛЬТИВИРОВАННЫХ ПОЧВ ПРИ РАЗНОМ ОСТАТОЧНОМ СОДЕРЖАНИИ НЕФТЕПРОДУКТОВ
Исследована биологическая активность различных типов рекультивированных нефтезагряз-ненных почв. При остаточном содержании нефтепродуктов до 8 г/кг во всех почвах фиксировался повышенный уровень базального дыхания. Микробные сообщества почв обладали способностью к преодолению негативного действия высоких концентраций нефтепродуктов. Из 24 образцов почв с максимальным остаточным содержанием нефтепродуктов в 2 выявлено сильное воздействие на устойчивость микробного пула, в 16 среднее и в 4 слабое воздействие. В 2 почвах какое-либо влияние поллютанта на микрофлору не выявлено. Показано, что однотипные почвы, отобранные в разных регионах, обладали разной способностью восстановления своих свойств после загрязнения нефтью.
Ключевые слова: нефтяное загрязнение; базальное дыхание; субстрат-индуцированное дыхание; коэффициент микробного дыхания; устойчивость почв.
Введение
В научных исследованиях большое внимание уделяется вопросам трансформации нефти и нефтепродуктов в почвах, изменению их физико-химических свойств, диагностике состояния, роли микроорганизмов в деструкции углеводородов и эффективности рекультивационных работ. Вместе с тем, остается до конца не решенной проблема установления порогов допустимого остаточного содержания нефтяных углеводородов в рекультивированных почвах. По мнению исследователей, одним из решений может быть интегральная оценка устойчивости почв к загрязнению в разных физико-географических и ландшафтно-геохимических условиях (Геннадиев, Пиковский, 2007). Считается, что от устойчивости почв и потенциала их самоочищения во многом зависят нормирование допустимого содержания поллю-тантов, выбор способа рекультивации и организация наблюдения за состоянием почв (Замотаев и др., 2015). Не менее важно оценить и степень влияния «старого» углеводородного загрязнения на функционирование микробных комплексов почв (Маслов и др., 2019).
В настоящее время в ряде регионов Российской Федерации разрабатываются и предлагаются к введению в действие нормативы допустимого остаточного содержания нефти и продуктов ее трансформации после проведения рекультива-ционных и иных восстановительных работ (ДО-СНП), определяющие предельное содержание вышеназванных поллютантов в разных типах почв
в зависимости от их хозяйственного назначения (Ахметзянова и др., 2010; Региональный ..., 2004, 2010; Постановление., 2013; Приказ МЭПР РТ, 2011, 2012, 2016; Петров и др., 2011; Шагидул-лин и др., 2011). В этой связи несомненный интерес представляет оценка влияния остаточного содержания нефтепродуктов на такие показатели как дыхательная активность и степень нарушения устойчивости микробоценозов разных типов почв.
Цель исследований - определение биологической активности и устойчивости микробного сообщества рекультивированных почв при разном остаточном содержании нефтепродуктов (НП).
Объекты и методы исследования
В исследованиях были использованы чистые и условно рекультивированные, с различным остаточным содержанием НП, аллювиальные, серые лесные и дерново-подзолистые почвы (табл. 1). Пробы почв из горизонта А1 были отобраны на территории Республики Татарстан, Чувашской Республики (Ч) и Московской области (М). Почвы подсушивали до воздушно-сухого состояния, после чего удаляли посторонние включения, корни, остатки растений и просеивали через сита Винклера с диаметром ячеек 1 мм. Опыты проводили в трех повторностях в контейнерах из пищевого пластика размером 180х140х90 мм, содержащих по 1400 г воздушно-сухой почвы.
Опытные варианты получали посредством внесения в почву различного количества сернистой
52
российский журннл им! экологии
Таблица. Перечень, характеристики и условные обозначения почв
Тип (подтип) почвы Условное обозначение Гранулометрический состав Испытанный диапазон НП, г/кг ПОС*, г/кг
Аллювиальная болотная иловато-глеевая Абс Абу Среднесуглинистая Супесчаная 1.9-11.7 1.1-9.9 5.0 9.9
Аллювиальная дерновая Адт(М) Адт(Ч) Адт Адл Тяжелосуглинистая Тяжелосуглинистая Тяжелосуглинистая Легкосуглинистая 1.6-12.0 1.6-5.8 1.5-7.9 1.6-5.7 2.7 4.7 2.9 5.7
Аллювиальная луговая Алс Алу(М) Алу Среднесуглинистая Супесчаная Супесчаная 1.6-5.7 0.8-9.9 1.8-6.5 5.7 9.9 6.5
Дерново-подзолистая Пдт Пдс Пдс(М) Пду(М) Пду Пду(Ч) Тяжелосуглинистая Среднесуглинистая Среднесуглинистая Супесчаная Супесчаная Супесчаная 1.1-11.4 2.1-13.3 1.4-13.3 1.1-8.1 1.7-8.4 1.4-6.6 2.1 3.9 1.4 1.8 7.4 5.6
Светло-серая лесная Л1т Л1лг Л1л Тяжелосуглинистая Легкоглинистая Легкосуглинистая 5.2-17.6 1.1-7.2 2.6-19.3 3.0 7.2 2.6
Серая лесная Л2лг Л2с(М) Л2л Легкоглинистая Среднесуглинистая Легкосуглинистая 0.8-14.1 1.4-14.0 1.5-6.4 2.5 1.4 2.7
Темно-серая лесная Л3лг Л3т Л3с Легкоглинистая Тяжелосуглинистая Среднесуглинистая 1.2-6.2 1.4-14.9 0.8-7.0 2.4 0.9 7.0
* расчетное предельное остаточное содержание НП в почвах, при котором наблюдается их слабое воздействие на почвенный микробиоценоз
нефти Ямашинского месторождения Республики Татарстан. Для каждой почвы готовили несколько опытных вариантов, содержание нефти в которых определялось сорбционными и иными характеристиками почв, а также интенсивностью протекающих в них физико-химических и микробиологических процессов. Продолжительность инкубации чистых и загрязненных нефтью почв составляла 5-6 месяцев при температуре 20-24оС. Еженедельно осуществлялось рыхление и увлажнение почв до 60% от их полной влагоемкости. Содержание нефтепродуктов в почвенных образцах определяли методом ИК-спектроскопии на анализаторе КН-2 (Методика..., 2005).
Посредством газохроматографических измерений (Петров и др., 2016) были определены скорости базального (Убазал) и субстрат-индуциро-ванного дыхания (Усид) (Ананьева и др., 2005), рассчитан коэффициент микробного дыхания (Qr = Убазал/Усид) (Hund, Schenk, 1994). Интенсивность почвенного дыхания устанавливали на газовом хроматографе «Хроматек Кристалл» 5000.2. Скорость дыхания выражали в мкг СО2/г сухой почвы в час.
Результаты и их обсуждение
В большинстве работ, посвященных изучению
состояния почв, находящихся под воздействием неблагоприятных природных и антропогенных факторов определяются Убазал, Усид, Qr (Ананьева и др.,1993; Вершинин и др., 2011; Петров и др., 2016).
Е.В. Благодатской и Н.Д. Ананьевой (1996) для интерпретации параметров дыхательной активности была разработана синэкологическая шкала оценки влияния поллютантов на микробное сообщество почв, которая учитывает значение показателей Убазал, Усид и Q,r, рассчитываемых как отношение величин соответствующих параметров загрязненных и чистых почв (Убазал = Убазал опыт/Убазал контр.; Усид = Усид опыт/ Усид контр.; Q,r = Qr опыт^г контр.). Значения Q,r, равные 1.0, свидетельствуют об отсутствии нарушений устойчивости микробного сообщества почв. Величины Q,r в пределах 1-2 соответствуют слабому, 2-5 среднему, 5-10 сильному нарушению стабильности сообщества почвенных микроорганизмов.
С учетом предложенной синэкологической шкалы была проведена оценка экологического состояния рекультивированных в лабораторных условиях почв, отличающихся по гранулометрическому составу и остаточному содержанию нефтепродуктов.
Аллювиальные почвы
В загрязненных аллювиальных почвах не установлено ингибирующее действие НП на базаль-ное дыхание. Во всех случаях абсолютные показатели Убазал превышали 1.0 (рис. 1А). Степень воздействия НП на величину эмиссии СО2 была различной и зависела от типа почвы и концентрации поллютанта. Не обнаружено выраженной зависимости Убазал от гранулометрического состава. Как правило, наивысшие значения данного показателя фиксировали в средне- и тяжелосуглинистых почвах.
Максимальная стимуляция почвенного дыхания выявлена в Адт(М) почве. В ряде почв (Адл и Алу(М)) при повышении содержания НП рост значений Убазал чередовался со спадом, что вероятно связано с накоплением метаболитов в почвенных образцах. Микробные сообщества Абс и Алу почв при содержании НП до 5.0 и до 6.5 г/ кг, соответственно, слабо реагировали на присутствие поллютанта (рис. 1А).
По воздействию НП на субстрат-индуцирован-ное дыхание аллювиальные почвы можно разделить на несколько групп. В Абу, Алу(М), Адт(М) почвах во всем диапазоне содержания НП наблюдалась стимуляция субстрат-индуцированного дыхания. В Адт(Ч) и Абс почвах выявлено незначительное негативное влияние поллютанта на субстрат-индуцированное дыхание (Усид <1.0). Показатели Усид Адл, Алу и Алс почв были близки к контрольным значениям, а у Адт варьировали от 0.88 при содержании НП 1.5 г/кг до 1.27 при 4.3 г/кг (рис. 1Б).
Изменение Q,r в загрязненных нефтью аллювиальных почвах было многообразно. Выявлены как синусоидальные изменения данного показателя, так и постепенное возрастание или снижение в зависимости от остаточного содержания НП в почвах (рис. 1В). Проведенные расчеты показали, что в образцах Абу, Алу(М) и Алу почв во всем диапазоне содержания НП степень нарушения устойчивости микробоценоза была незначительная ^г <2.0), что, согласно синэкологической шкале, указывает на слабое нарушение устойчивости почвенного микробного сообщества.
Наиболее значительные нарушения устойчивости микробного сообщества зафиксированы в Алс, Адт(Ч) и Адт(М) почвах ^г достигал значений 3.00, 3.27 и 3.67, соответственно), что позволяет оценить нарушение устойчивости их микробного пула как среднее.
В образцах Абс, Адт(Ч), Адт при повышении остаточного содержания НП наблюдалось повышение разбалансированности микробного комплекса, значения Q,r увеличивалось до 2.0 и
4,5 4,0 -3,5 -3,0 -2,5 -2,0 -1,5 -1,0 0,5 -0,0 -
А
0 2 4 6
Нефтепродукты, г/кг
Б
О
4,0 -| 3,5 -3,0 2,5 -2,0 -1,5 1,0 0,5 -0,0
246 Нефтепродукты, г/кг
В
-Абс -Абу
Адг(М) -Адг(Ч) -Адг Адл Алс Алу(М) Алу
0
246
Нефтепродукты, г/кг
Рис. 1. Дыхательная активность аллювиальных почв: А - Убазал; Б - Vсид; В - Q У
более. В Адл почве наоборот, проявлялась тенденция снижения значений Q,r при возрастании дозы поллютанта.
Причины роста значений Qr различны. В загрязненных аллювиальных почвах увеличение Qr обусловлено в первую очередь возрастанием Убазал, в то время как скорость Усид оставалась неизменной, либо незначительно снижалась. Это является свидетельством активизации почвенной микрофлоры и повышения скорости деструкции поллютанта в аллювиальных почвах. Дерново-подзолистые почвы Характер почвенного дыхания дерново-подзолистых почв аналогичен параметрам дыхания аллювиальных почв. В условиях нефтяного загрязнения во всех вариантах величины Убазал также превышали 1.0 (рис. 2А). Практически во всех случаях (исключение Пду(Ч)) повышение остаточного содержания НП приводило к росту значений Убазал, однако изменения были инди-
8
0
8
8
54
российский журннл лриклнлной экологии
4,0 -|
3,5 -
3,0 -
§ 2,5 "
I 2,0 -
> 1,5 -1,0
0,5 -
0,0 -
А
0
1,4
1,2
1,0
§ 0,8 и
> 0,6 -
0,4 -
0,2 -
0,0 0
4,0 -| 3,5 -3,0 2,5 -2,0 -
1,0 0,5 -0,0 -
46 Нефтепродукты, г/кг
Б
2468 Нефтепродукты, г/кг
В
о
"Пдт -Пдс
Пдс(М) -Пду(М) -Пду Пду(Ч)
02468
Нефтепродукты, г/кг
Рис. 2. Дыхательная активность дерново-подзолистых почв: А - Гбазал; Б - Гсид; В - Q >
видуальны для каждого подтипа.
Уровень Убазал загрязненной Пду почвы незначительно превышал контрольные значения (в 1.12-1.56 раза) и мало зависел от остаточного содержания поллютанта. Высокий уровень дыхательной активности наблюдался в вариантах с Пду(М) и Пдс(М) почвами, Убазал, которых при максимальном испытанном содержании НП достигала значений 3.29-3.50, что является свидетельством активной деструкции нефтяных углеводородов.
Повышение остаточного содержания НП негативно влияло на Усид микробных сообществ Пду, Пдс почв, что при максимальных испытанных концентрациях приводило к снижению их активности на 34 и 58% (рис. 2Б).
Пик Усид в Пдт и Пду(Ч) почвах наблюдался при остаточном содержании НП на уровне 4 г/кг. Дальнейшее увеличение содержания поллютанта
приводило к снижению Усид Пду(Ч) почвы до уровня чистой почвы. Значения Усид Пду(М) во всем диапазоне содержания поллютанта незначительно отличались от контроля.
Следует отметить, что при остаточном содержании НП до 2.5 г/кг во всех почвах значения Усид были или на уровне, или ниже, чем в контроле, что может быть связано с исчерпанием субстрата, ингибированием продуктами микробного метаболизма.
Нарушение устойчивости микробных сообществ дерново-подзолистых почв наблюдалось во всем интервале содержания поллютанта, при этом увеличение остаточного содержания НП, характеризовалось повышением разбалансированности почвенных обменных процессов (рис. 2В).
Хотя характер изменения Q,r многообразен, в целом прослеживается общая тенденция увеличения негативного воздействия на микробный пул, при повышении остаточного содержания поллю-танта в почве. При этом в Пдс и Пду(М) почвах Q,r по мере увеличения содержания НП Q,r возрастал практически линейно, в Пдт и Пдс(М) почвах при достижении определенного содержания НП наступала стабилизация состояния микробного сообщества, а Пду(Ч) и Пду почвы характеризовались значительными изменениями значений Q,r, не связанными с остаточным содержанием поллютанта в почве.
Серые лесные почвы
Из 9 анализируемых серых лесных почв показатель Убазал 7 во всем диапазоне содержания поллютанта был выше, чем в контрольных пробах (рис. 3А). В образцах Л3с почвы во всем диапазоне и в Л1л при содержании поллютанта до 1.6 г/кг обнаружено ингибирующее действие НП на микробное сообщество. Максимальный уровень почвенного дыхания, увеличивающийся по мере повышения остаточного содержания НП, зарегистрирован в Л1т почве, величина базального дыхания в ней при максимально испытанной концентрации превышала 44 мкг СО2/г час, что более характерно для субстрат-индуцированного дыхания. В большинстве исследованных серых лесных почв активность дыхания возрастала пропорционально остаточной концентрации поллютанта. В Л3т почве, напротив, увеличение содержания НП приводило к снижению величины Убазал (рис. 3А).
В Л1т и Л1л почвах при содержании НП 5.2 г/ кг абсолютные показатели субстрат-индуцирован-ного дыхания были чрезвычайно высоки (74.32 мкг СО2/г час и 85.37 мкг СО2/г час соответственно), что способствовало росту значений Усид до 1.51-1.55 (рис. 3Б). Присутствие поллютанта
2
8
8,0 -|
7,0 -
6,0 -
5,0 -
4,0 -
3,0 -2,0 1,0 0,0
А
0
1,8 -| 1,6 -1,4 -1,2 -1,0 0,8 -0,6 -0,4 -0,2 -0,0 -
246 Нефтепродукты, г/кг
Б
0
468 Нефтепродукты, г/кг
В
-Л1т -Л1лг Л1л -Л2лг -Л2с(М) Л2л Л3т Л3лг Л3с
246
Нефтепродукты, г/кг
Рис. 3. Дыхательная активность серых лесных почв: А - Убазал; Б - Vсид; В - Q У
в Лзлг практически не влияло на активность их микробных сообществ. Повышение остаточного содержания нефтяных загрязнений в Л1л почве приводило к снижению Усид, а в случае Л1т к ингибированию активности почвенного микро-боценоза. В остальных случаях наблюдалось ин-гибирование субстрат-индуцированного дыхания нефтезагрязненных серых лесных почв.
Согласно значениям Q,r микробные сообщества серых лесных почв чувствительны к присутствию нефтяных загрязнений. В большинстве случаев почв повышение остаточного содержания НП приводило к росту значений Q,r до среднего (Л1л, Л2с(М), Л2л, Л3т, Л3с) и высокого (Л1т, Л2лг) уровня негативного воздействия (рис. 3В). В образцах Л1лг и Л3с почв в присутствии НП отмечалось незначительное нарушение устойчивости микрофлоры.
В Л3т почве, при содержании поллютанта 1.4
г/кг регистрировалось сильное негативное воздействие на микробный пул (Qr > 6.5), которое снижалось до среднего при повышении концентрации нефтяных углеводородов (Qr 4.9-3.7).
На основе полученных показателей Qr было рассчитано предельное остаточное содержание НП (ПО), при котором наблюдается слабое воздействие поллютанта на микробное сообщество исследованных почв. Установленные значения ПО варьировали в широком диапазоне (табл. 1).
Выводы
1. В рекультивированных нефтезагрязненных почвах преобладала тенденция стимуляции ба-зального дыхания.
2. Воздействие НП на субстрат-индуцирован-ное дыхание отличалось многообразием и зависело от типа почвы. В аллювиальных почвах происходила активизация субстрат-индуцированного дыхания либо оно оставалось на уровне контроля. Негативное влияние НП на активность микрофлоры проявлялось в большинстве образцов серых лесных почв.
3. Прямая зависимость между остаточным содержанием НП и степенью нарушения устойчивости микробного сообщества почв отсутствует, взаимосвязь между гранулометрическим составом и интенсивностью процессов восстановления свойств нефтезагрязненных почв не обнаружена.
4. Однотипные почвы разных регионов при одинаковом остаточном содержании НП обладают разной способностью к самовосстановлению.
Список литературы
1. Ананьева Н.Д., Благодатская Е.В., Орлинский Д.Б., Мякшина Т.Н. Методические аспекты определения скорости субстрат-индуцированного дыхания почвенных микроорганизмов // Почвоведение. 1993. №11. С. 72-77.
2. Ананьева Н.Д., Хакимов Ф.И., Деева Н.Ф., Сусьян Е.А. Влияние полихлорированных бифенилов на микробную биомассу и дыхание серой лесной почвы // Почвоведение. 2005. №7. С. 871-876.
3. Ахметзянова Л.Г., Селивановская С.Ю., Латыпова В.З. Лабораторное моделирование рекультивации нефтезагряз-ненных почв для определения допустимого остаточного содержания нефтепродуктов // Ученые записки Казанского университета. 2010. Т. 152, кн. 4. С. 68-77.
4. Благодатская Е.В., Ананьева Н.Д. Оценка устойчивости микробных сообществ в процессе разложения поллютантов в почве // Почвоведение. 1996. №11. С. 1341-1346.
5. Вершинин А.А., Петров А.М., Игнатьев Ю.А., Шаги-дуллин Р.Р. Дыхательная активность дерново-карбонатной почвы, загрязненной дизельным топливом // Вестник Казанского технологического университета. 2011. №7. С. 168-174.
6. Геннадиев А.Н., Пиковский Ю.И. Карты устойчивости почв к загрязнению нефтепродуктами и полициклическими ароматическим углеводородами: метод и опыт составления // Почвоведение. 2007. №1. С. 80-92.
7. Замотаев И.В., Иванов И.В., Михеев П.В., Никонова
8
2
0
8
56
российский журнал прим экологии
А.Н. Химическое загрязнение и трансформация почв в районах добычи углеводородного сырья (обзор литературы) // Почвоведение. 2015. №12. С. 1505-1518. DOI: 10.7868/ S0032180X1512014X.
8. Маслов М.Н., Маслова О.А., Ежелев З.С. Микробиологическая трансформация органического вещества в нефтезагрязненных тундровых почвах после рекультивации // Почвоведение. 2019. №1. С. 70-78. Doi: 10.1134/S0032180X19010106.
9. Петров А.М., Шагидуллин Р.Р., Зайнулгабидинов Э.Р., Иванов Д.В., Тарасов О.Ю., Григорьян Б.Р. Разработка нормативов допустимого остаточного содержания нефти и продуктов ее трансформации в серых лесных почвах Республики Татарстан // Экология и промышленность России. 2011. Июнь. С. 29-34.
10. Петров А.М., Зайнулгабидинов Э.Р., Сунгатуллина Л.М., Шагидуллин Р.Р., Иванов Д.В., Тарасов О.Ю., Григорьян Б.Р. Разработка нормативов допустимого остаточного содержания нефти и продуктов ее трансформации в почвах Республики Татарстан для земель сельскохозяйственного назначения // Вестник Казанского технологического университета. 2011. № 23. С. 129-135.
11. Петров А.М., Вершинин А.А., Каримуллин Л.К., Акайкин Д.В., Тарасов О.Ю. Динамика эколого-биологиче-ских характеристик дерново-подзолистых почв в условиях длительного нефтяного загрязнения // Почвоведение. 2016. №7. С. 848-856. Doi:107868/S0032180x16050130.
12. ПНД Ф 16.1:2.2.22-98. Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в минеральных, органо-минеральных почвах и донных отложениях методом ИК-спектрометрии.
13. Постановление Кабинета министров Чувашской Республики от 24.01.2013 г. №6 «Об утверждении нормативов допустимого остаточного содержания нефти и продуктов её трансформации после проведения рекультивационных и иных восстановительных работ в дерново-подзолистых, светло-серых лесных, серых лесных, тёмно-серых лесных и аллювиальных дерновых почвах для земель сельскохозяйственного назначения, лесного фонда и особо охраняемых территорий и объектов на территории Чувашской Республики».
14. Приказ Министерства экологии и природных ресурсов РТ от 14.07.2011 № 303-п «Об утверждении региональных нормативов «Допустимое остаточное содержание нефти и продуктов ее трансформации в светло-серых и серых лесных почвах Республики Татарстан после проведения рекультивационных и иных восстановительных работ для земель сельскохозяйственного назначения».
15. Приказ Министерства экологии и природных ресурсов Республики Татарстан от 14.05.2012 г. «172-п «Об утверждении региональных нормативов «Допустимое остаточное содержание нефти и продуктов ее трансформации в черноземах оподзоленных, дерново-подзолистых, светлосерых лесных, серых лесных и темно-серых лесных, дерново-карбонатных выщелоченных, дерново-карбонатных оподзоленных почвах Республики Татарстан после проведения рекультивационных и иных восстановительных работ для земель лесного фонда».
16. Приказ Министерства экологии и природных ресурсов Республики Татарстан от 14.05.2012 г. №173-п «Об утверждении региональных нормативов «Допустимое остаточное содержание нефти и продуктов ее трансформации в светло-серых и серых лесных почвах Республики Татарстан после проведения рекультивационных и иных восстановительных работ для земель особо охраняемых территорий и объектов».
17. Приказ Министерства экологии и природных ресурсов Республики Татарстан от 14.05.2012 г. №174-п
«Об утверждении региональных нормативов №Допустимое остаточное содержание нефти и продуктов ее трансформации в черноземах оподзоленных, черноземах типичных, дерново-подзолистых, темно-серых лесных, дерново-карбонатных выщелоченных, дерново-карбонатных оподзоленных почвах Республики Татарстан после проведения рекультивационных и иных восстановительных работ для земель сельскохозяйственного назначения».
18. Приказ Министерства экологии и природных ресурсов Республики Татарстан от 28.10.2016 г. №1201-п «Об утверждении региональных нормативов «Допустимое остаточное содержание нефти и продуктов ее трансформации после проведения рекультивационных и иных восстановительных работ в светло-серых лесных, серых лесных, темно-серых лесных легко- и среднесуглинистых почвах для земель сельскохозяйственного назначения, лесного фонда, особо охраняемых территорий и объектов, в черноземах типичных тяжелосуглинистых и глинистых для земель лесного фонда, в чернозёмах оподзоленных, черноземах типичных, темно-серых лесных, дерново-карбонатных оподзоленных, дерно-карбонатных выщелоченных, дерно-подзолистых тяжелосуглинистых и глинистых почвах для земель особо охраняемых территорий и объектов на территории Республики Татарстан».
19. Региональный норматив «Допустимое остаточное содержание нефти и нефтепродуктов в почвах после проведения рекультивационных и иных восстановительных работ на территории Ханты-Мансийского автономного округа -Югры», утв. постановлением Правительства Ханты-Мансийского автономного округа - Югры 10.12.2004 № 466-п.
20. Региональный норматив «Допустимое остаточное содержание нефти и продуктов ее трансформации в почвах после проведения рекультивационных и иных восстановительных работ на территории Ставропольского края». Утв. приказом Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Ставропольского края 20.12.2010 г. № 468.
21. Шагидуллин Р.Р., Петров А.М., Иванов Д.В., Тарасов О.Ю., Шагидуллина Р.А., Буфатина М.А. Методические подходы к нормированию содержания нефти и продуктов ее трансформации в почвах // Экология и промышленность России. 2011. Июнь. С. 24-28.
22. Hund K, Schenk B. The microbial respiration quotient as indicator for bioremediation processes // Chemosphere. 1994. V.28, №3. P. 477-490.
References
1. Anan'eva N.D., Blagodatskaya E.V., Orlinskij D.B., Myak-shina T.N. Metodicheskie aspekty opredeleniya skorosti sub-strat-inducirovannogo dyhaniya pochvennyh mikroorganizmov [Methodological aspects of determining the rate of substrate- induced respiration of soil microorganisms] // Pochvovedenie [Eurasian Soil Science]. 1993. No. 11. P. 72-77.
2. Anan'eva N.D., Hakimov F.I., Deeva N.F., Sus'yan E.A. Vliyanie polihlorirovannyh bifenilov na mikrobnuyu biomassu i dyhanie seroj lesnoj pochvy [Effect of polychlorinated biphenyls on microbial biomass and respiration of gray forest soil] // Poch-vovedenie [Eurasian Soil Science]. 2005. No. 7. P. 871-876.
3. Ahmetzyanova L.G., Selivanovskaya S.Yu., Latypova V.Z. Laboratornoe modelirovanie rekul'tivacii neftezagryaznennyh pochv dlya opredeleniya dopustimogo ostatochnogo soderzhaniya nefteproduktov [Laboratory modeling of reclamation of oil-contaminated soils to determine the permissible residual content of petroleum products] // Uchenye zapiski Kazanskogo universiteta [Proceedings of Kazan University]. 2010. V.152, b. 4. P. 68-77.
4. Blagodatskaya E.V., Anan'eva N.D. Ocenka ustojchivosti
mikrobnyh soobshchestv v processe razlozheniya pollyutantov v pochve [Assessment of the stability of microbial communities in the process of decomposition of pollutants in the soil] // Poch-vovedenie [Eurasian Soil Science]. 1996. No. 11. P. 1341-1346.
5. Vershinin A.A., Petrov A.M., Ignat'ev Yu.A., Shagidullin R.R. Dyhatel'naya aktivnost' dernovo-karbonatnoj pochvy, za-gryaznennoj dizel'nym toplivom [Respiratory activity of sod-carbonate soil contaminated with diesel fuel] // Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta [Bulletin of Kazan technological university]. 2011. No. 7. P. 168-174.
6. Gennadiev A.N., Pikovskij Yu.I. Karty ustojchivosti pochv k zagryazneniyu nefteproduktami i policiklicheskimi aromatich-eskim uglevodorodami: metod i opyt sostavleniya [Maps of soil resistance to contamination with petroleum products and polycy-clic aromatic hydrocarbons: method and experience of compilation] // Pochvovedenie [Eurasian Soil Science]. 2007. No. 1. P. 80-92.
7. Zamotaev I.V., Ivanov I.V., Miheev P.V., NikonovaA.N. Hi-micheskoe zagryaznenie i transformaciya pochv v rajonah doby-chi uglevodorodnogo syr'ya (obzor literatury) [Chemical pollution and soil transformation in hydrocarbon production areas (literature review)] // Pochvovedenie [Eurasian Soil Science]. 2015. No. 12. P. 1505-1518. DOI: 10.7868/S0032180X1512014X.
8. Maslov M.N., Maslova O.A., Ezhelev Z.S. Mikrobiologich-eskaya transformaciya organicheskogo veshchestva v neftezagry-aznennyh tundrovyh pochvah posle rekul'tivacii [Microbiological transformation of organic matter in oil-contaminated tundra soils after reclamation] // Pochvovedenie [Eurasian Soil Science]. 2019. No. 1. P. 70-78. Doi: 10.1134/S0032180X19010106.
9. Petrov A.M., Shagidullin R.R., Zajnulgabidinov E.R., Ivanov D.V., Tarasov O.YU., Grigor'yan B.R. Razrabotka norma-tivov dopustimogo ostatochnogo soderzhaniya nefti i produktov ee transformacii v seryh lesnyh pochvah Respubliki Tatarstan [Development of standards for permissible residual oil content and products of its transformation in the soils of the Republic of Tatarstan for agricultural lands] // Ekologiya i promyshlennost' Rossii [Ecology and Industry of Russia]. 2011, June. P. 29-34.
10. Petrov A.M., Zajnulgabidinov E.R., Sungatullina L.M., Shagidullin R.R., Ivanov D.V., Tarasov O.Yu., Grigor'yan B.R. Razrabotka normativov dopustimogo ostatochnogo soderzhaniya nefti i produktov ee transformacii v pochvah Respubliki Tatarstan dlya zemel' sel'skohozyajstvennogo naznacheniya [Development of standards for permissible residual oil content and products of its transformation in the soils of the Republic of Tatarstan for agricultural lands] // Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta [Bulletin of Kazan technological university]. 2011. No. 23. P. 129-135.
11. Petrov A.M., Vershinin A.A., Karimullin L.K., Akajkin D.V., Tarasov O.Yu. Dinamika ekologo-biologicheskih harakter-istik dernovo-podzolistyh pochv v usloviyah dlitel'nogo neftya-nogo zagryazneniya [Dynamics of ecological and biological characteristics of sod-podzolic soils under conditions of long-term oil pollution] // Pochvovedenie [Eurasian Soil Science]. 2016. No. 7. P. 848-856. Doi:107868/S0032180x16050130.
12. PND F 16.1:2.2.22-98. Metodika vypolneniya izmerenij massovoj doli nefteproduktov v mineral'nyh, organo-mineral'nyh pochvah i donnyh otlozheniyah metodom IK-spektrometrii. [Method for measuring the mass fraction of petroleum products in mineral, organomineral soils and bottom sediments using IR spectrometry].
13. Postanovlenie Kabineta ministrov Chuvashskoj Respubliki ot 24.01.2013 №6 «Ob utverzhdenii normativov dopustimogo ostatochnogo soderzhaniya nefti i produktov eyo transformacii posle provedeniya rekul'tivacionnyh i inyh vosstanovitel'nyh rabot v dernovo-podzolistyh, svetlo-seryh lesnyh, seryh lesnyh, tyomno-seryh lesnyh i allyuvial'nyh dernovyh pochvah dlya zemel' sel'skohozyajstvennogo naznacheniya, lesnogo fonda i
osobo ohranyaemyh territorij i ob"ektov na territorii Chuvashskoj Respubliki» [The resolution of the Cabinet of Ministers of the Chuvash Republic of 01.24.2013, No 6 «On approval of standards for the permissible residual content of oil and products of its transformation after reclamation and other restoration works in sod-podzolic, light-gray forest, gray forest, dark-gray forest and alluvial sod soils for agricultural lands, forest resources and specially protected areas and objects in the territory of the Chuvash Republic»].
14. Prikaz Ministerstva ekologii i prirodnyh resursov Respubliki Tatarstan ot 14.07.2011 №303-p «Ob utverzhdenii regional'nyh normativov «Dopustimoe ostatochnoe soderzhanie nefti i produktov ee transformacii v svetlo-seryh i seryh lesnyh pochvah Respubliki Tatarstan posle provedeniya rekul'tivacionnyh i inyh vosstanovitel'nyh rabot dlya zemel' sel'skohozyajstvennogo naznacheniya» [Order of the Ministry of Ecology and Natural Resources of the Republic of Tatarstan of 14.07.2011 №303-p «Permissible residual content of oil and products of its transformation in light-gray and gray forest soils of the Republic of Tatarstan after reclamation and other restoration works for agricultural land»].
15. Prikaz Ministerstva ekologii i prirodnyh resursov Respubliki Tatarstan ot 14.05.2012 №172-p «Ob utverzhdenii regional'nyh normativov «Dopustimoe ostatochnoe soderzhanie nefti i produktov ee transformacii v chernozemah opodzolennyh, dernovo-podzolistyh, svetlo-seryh lesnyh, seryh lesnyh i temno-seryh lesnyh, dernovo-karbonatnyh vyshchelochennyh, dernovo-karbonatnyh opodzolennyh pochvah Respubliki Tatarstan posle provedeniya rekul'tivacionnyh i inyh vosstanovitel'nyh rabot dlya zemel' lesnogo fonda» [Order of the Ministry of Ecology and Natural Resources of the Republic of Tatarstan of 14.05.2012 №172-p «Permissible residual content of oil and products of its transformation in black soils of podzol, sod-podzol, light gray forest, gray forest and dark gray forest, sod-carbonate leached, sod-carbonate podzol soils of the Republic of Tatarstan after reclamation and other restoration works for forest lands»].
16. Prikaz Ministerstva ekologii i prirodnyh resursov Respubliki Tatarstan ot 14.05.2012 №173-p «Ob utverzhdenii regional'nyh normativov «Dopustimoe ostatochnoe soderzhanie nefti i produktov ee transformacii v svetlo-seryh i seryh lesnyh pochvah Respubliki Tatarstan posle provedeniya rekul'tivacionnyh i inyh vosstanovitel'nyh rabot dlya zemel' osobo ohranyaemyh territorij i ob"ektov» [Order of the Ministry of Ecology and Natural Resources of the Republic of Tajikistan of 14.05.2012 №173-p «Permissible residual content of oil and products of its transformation in light-gray and gray forest soils of the Republic of Tatarstan after reclamation and other restoration works for lands of specially protected territories and objects»].
17. Prikaz Ministerstva ekologii i prirodnyh resursov Respubliki Tatarstan ot 14.05.2012 №174-p «Ob utverzhdenii regional'nyh normativov «Dopustimoe ostatochnoe soderzhanie nefti i produktov ee transformacii v chernozemah opodzolennyh, chernozemah tipichnyh, dernovo-podzolistyh, temno-seryh lesnyh, dernovo-karbonatnyh vyshchelochennyh, dernovo-karbonatnyh opodzolennyh pochvah Respubliki Tatarstan posle provedeniya rekul'tivacionnyh i inyh vosstanovitel'nyh rabot dlya zemel' sel'skohozyajstvennogo naznacheniya» [Order of the Ministry of Ecology and Natural Resources of the Republic of Tatarstan of 14.05.2012 №174-p «Permissible residual content of oil and products of its transformation in the black soil of the Republic of Tatarstan after reclamation and other restoration works for agricultural lands»].
18. Prikaz Ministerstva ekologii i prirodnyh resursov Respubliki Tatarstan ot 28.10.2016 №1201-p «Ob utverzhdenii regional'nyh normativov «Dopustimoe ostatochnoe soderzhanie nefti i produktov ee transformacii posle provedeniya rekul'tivacionnyh i inyh vosstanovitel'nyh rabot v svetlo-
58
российский журннл ориклний экологии
seryh lesnyh, seryh lesnyh, temno-seryh lesnyh legko- i srednesuglinistyh pochvah dlya zemel' sel'skohozyajstvennogo naznacheniya, lesnogo fonda, osobo ohranyaemyh territory i ob"ektov, v chernozemah tipichnyh tyazhelosuglinistyh i glinistyh dlya zemel' lesnogo fonda, v chernozyomah opodzolennyh, chernozemah tipichnyh, temno-seryh lesnyh, dernovo-karbonatnyh opodzolennyh, derno-karbonatnyh vyshchelochennyh, derno-podzolistyh tyazhelosuglinistyh i glinistyh pochvah dlya zemel' osobo ohranyaemyh territory i ob"ektov na territorii Respubliki Tatarstan» [Order of the Ministry of Ecology and Natural Resources of the Republic of Tatarstan of 28.10.2016 №1201-p «Permissible residual content of oil and products of its transformation after reclamation and other restoration work in light gray forest, gray forest, dark gray forest areas- and medium loamy soils to agricultural land, forest Fund, especially protected territories and objects, in the typical Chernozem loam and clay lands of the forest Fund in the black ashed chernozems typical, dark-gray forest, sod-calcareous podzolic, derno-carbonate leached Chernozem, derno-podzolic heavy loam and clay soils to lands of specially protected territories and objects on the territory of the Republic of Tatarstan»].
19. Regional'nyj normativ «Dopustimoe ostatochnoe soder-zhanie nefti i nefteproduktov v pochvah posle provedeniya rekul'tivacionnyh i inyh vosstanovitel'nyh rabot na territorii Han-ty-Mansijskogo avtonomnogo okruga - Yugry» [Regional standard «Permissible residual content of oil and oil products in soils after reclamation and other restoration work on the territory of the Khanty-Mansi Autonomous Okrug-Yugra»] utv. postanovleniem Pravitel'stva Hanty-Mansijskogo avtonomnogo okruga - Yugry 10.12.2004 № 466-p.
20. Regional'nyj normativ «Dopustimoe ostatochnoe soder-zhanie nefti i produktov ee transformacii v pochvah posle pro-vedeniya rekul'tivacionnyh i inyh vosstanovitel'nyh rabot na territorii Stavropol'skogo kraya» [Regional standard «Permissible residual content of oil and products of its transformation in soils after reclamation and other restoration works on the territory of the Stavropol territory»] utv. prikazom Ministerstva prirodnyh resursov i ohrany okruzhayushchej sredy Stavropol'skogo kraya
20.12.2010. № 468.
21. Shagidullin R.R., Petrov A.M., Ivanov D.V., Tarasov O.YU., Bufatina M. A. Metodicheskie podhody k normirovaniyu soderzhaniya nefti i produktov ee transformacii v pochvah [Methodical approaches to regulation of content of oil and products of its transformation in soils] // Ekologiya i promyshlennost' Rossii [Ecology and Industry of Russia]. 2011, June. P. 24-28.
22. Hund K., Schenk B. The microbial respiration quotient as indicator for bioremediation processes // Chemosphere. 1994. V. 28, No. 3. P. 477-490.
Karimullin L.K., Petrov A.M., Vershinin A.A., Knyazev IV. Biological activity and sustainabili-ty of the microbial community of remediated soils with different residual oil content.
The biological activity of various types of remediated oil-contaminated soils was investigated. With a residual oil content of up to 8 g/kg in all soils, an elevated level of basal respiration was recorded. Mi-crobial communities of the studied soils were able to overcome the negative effects of high concentrations of petroleum products. 24 samples were obtained with the maximum residual oil content, 2 showed a strong effect on the stability of the microbial pool, 16 medium and 4 weak. In 2 soils, no effect of pollutant on the microflora was detected. It was shown that the same type of soil selected in different regions had different ability to restore their properties after oil pollution.
Keywords: oil pollution; basal respiration; substrate-induced respiration; coefficient of microbial respiration; soil stability.
Информация об авторах
Каримуллин Ленар Камилевич, научный сотрудник, Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, 420087, Россия, г. Казань, ул. Даурская, 28, E-mail: [email protected].
Петров Андрей Михайлович, кандидат биологических наук, заведующий лабораторией, Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, 420087, Россия, г. Казань, ул. Даурская, 28, E-mail: [email protected].
Вершинин Анатолий Андреевич, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, 420087, Россия, г. Казань, ул. Даурская, 28, E-mail: [email protected].
Князев Игорь Владимирович, научный сотрудник, Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, Россия, 420087, г. Казань, ул. Даурская, 28, E-mail: Kneze3@ yandex.ru.
Information about the authors
Lenar K. Karimullin, Researcher, Research Institute for Problems of Ecology and Mineral Wealth Use of Tatarstan Academy of Sciences, 28, Daurskaya str., Kazan, 420087, Russia, E-mail: [email protected].
Andrey M. Petrov, Ph.D. in Biology, Head of Laboratory, Research Institute for Problems of Ecology and Mineral Wealth Use of Tatarstan Academy of Sciences, 28, Daurskaya str., Kazan, 420087, Russia, E-mail: [email protected].
Anatoly A. Vershinin, Ph.D. in Biology, Senior Researcher, Research Institute for Problems of Ecology and Mineral Wealth Use of Tatarstan Academy of Sciences, 28, Daurskaya str., Kazan, 420087, Russia, E-mail: [email protected].
Igor V. Knyazev, Researcher, Research Institute for Problems of Ecology and Mineral Wealth Use of Tatarstan Academy of Sciences, 28, Daurskaya st., Kazan, 420087, Russia, E-mail: Kneze3@ yandex.ru.
